DE3005552A1

DE3005552A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung von pilotsignalkomponenten aus demodulierten stereosignalen

Info

Publication number: DE3005552A1
Application number: DE19803005552
Authority: DE
Inventors: Kazuya Toyomaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1980-08-21
Also published as: DE3005552C2; JPS5853805B2; GB2043406A; JPS55109049A; GB2043406B; US4300020A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stereomultiplex-Demodulieren eines zusammengesetzten Stereosignals . Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen während der Demodulation.

Wie bekanntwird in einem FM- (Frequenzmodulation^-) Stereoempfänger ein zusammengesetztes Stereosignal erfaßt, welches ein Pilotsignal mit 19 kHz, ein die Summe der Signale für den linken und den rechten Kanal bezeichnendes Hauptsignal und ein die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Kanal bezeichnendes Hilfssignal mit unterdrücktem Hilfsträger von 38 kHz umfaßt, und dann wird das erfaßte zusammengesetzte Stereosignal einem Stereomultiplex-Demodulator oder -Decoder zugeführt, um die Signale für den linken und den rechten Kanal jeweils aus dem ■ zusammengestzten Stereosignal abzuleiten. Das Pilotsignal mit 19kHz ist wichtig zur Ableitung des Differenzsignales L-R und des invertierten Differenzsignales R-L durch Demodulation des Hilfssignales. Nachdem die beiden Signale für den linken bzw. rechten Kanal abgeleitet sind, wird das Pilotsignal nicht mehr benötigt, sondern die Reste des Pilotsignales und seiner Harmonischen müssen mit Hilfe eines geeigneten Tiefpassfilters aus den demodulierten Signalen für den linken und den rechten Kanal entfernt werden. Ein solches Tiefpassfilter kann jedoch die Frequenzwiedergabeeigenschaften in den demodulierten Signalen verschlechtern.

Aus diesem Grund wird bei einem herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulator zunächst ein Ausgleichssignal für das Pilotsignal erzeugt und die in dem zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Pilotsignalbestandteile werden während

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der Demodulation durch dieses Ausgleichssignal negiert oder aufgehoben. Wie im einzelnen später beschrieben wird, können jedoch die in den demodulierten Signalen für den linken und den rechten Kanal enthaltenen Pilotsignalbestandteile nicht ausreichend in dem benötigten Maße eliminiert werden, wenn in herkömmlicher Weise ein Pilotsignal-Ausgleichssignal zur Eliminierung benutzt wird. Deshalb muß bei einem herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulationssystem zusätzlich ein Tiefpassfilter benutzt werden, um die Pilotsignalbestandteile weiter zu vermindern. Bei der Verwendung eines derartigen Tiefpassfilters kann aber wiederum die Ebenheit oder die Flachheit der Frequenzverhaltenskurve zu den Bestandteilen des demodulierten Signals mit höheren Frequenzen hin verschlechtert werden. Aus diesem Grund kann kein sehr hoher Grad der Ausscheidung von Pilotsignalkomponenten erreicht werden. Um dieses Problem zu lösen, ist theoretisch die Möglichkeit gegeben, eine Resonanzschaltung aus einer Induktivität oder einer Kapazität zu benutzen, um ein Pilotsignal-Ausgleichssignal zu erzeugen, das kaum harmonische Bestandteile enthält und so eine hohe Ausscheidung der Pilotsignalbestandteile zu erreichen. Dadurch ergeben sich jedoch wiederum die Nachteile, daß durch die Induktivität induktives Rauschen in der Resonanzschaltung erzeugt werden kann, während die Phase des Ausgleichssignal sich entsprechend den Änderungen der Eigenschaften der Induktivität und der Kapazität gleichfalls ändert. Wenn die Phase des Ausgleichssignals in einem bestimmten Maße abweicht, fällt auch der Grad der Elimination oder Beseitigung der Pilotsignalkomponenten ab und es ergibt sich so eine sehr unstabile Beseitigung.

Außerdem nimmte eine Induktivität, d.h. also eine Spule, einen relativ großen Raum ein, so daß ein mit einer solchen Resonanzschaltung versehener Stereomultiplex-Demodulator

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relativ groß ausfällt, obwohl alle anderen Elemente in einer integrierten Schaltung unterzubringen sind. Deswegen ist diese rein theoretische Möglichkeit für die praktische Anwendung ungeeignet.

Aus diesem Grunde wurde die folgende Erfindung entwickelt, die eine Beseitigung der Pilotsignalbestandteile bei der Stereodemodulation ohne die den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen anhaftenden Nachteile ermöglicht.

Es ist deshalb ein Grundziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen zu schaffen, mit der eine fast vollständige Beseitigung der Pilotsignalbestandteile möglich ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen zu schaffen, das bzw. die einen Eliminationsgrad erlauben, der bemerkenswert höher als bei herkömmlichen Verfahren bzw.Vorrichtungen ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eliminieren von Pilotsignalkomponenten aus demodulierten Stereosignalen zu schaffen, durch welches bzw. welche eine Verschlechterung der Frequenzcharakteristik der demodulierten Signale vermieden wird.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen

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zu schaffen, die die Verwendung eines kompakt gebauten Stereomultiplex-Demodulators erlaubt.

Schließlich ergibt sich als Ziel der vorliegenden Erfindung auch die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen, das bzw. die einen stabilen Betrieb des Stereomultiplex-Demodulators erzielt.

Zur Erreichung dieser Ziele wird das Pilotsignal-Ausgleichssignal zunächst in einem ersten vorbestimmten Verhältnis mit dem zusammengesetzten Stereosignal kombiniert und so ein kombiniertes Signal einem Stereodemodulator zugeführt, der ein Differenzsignal (L - R) und ein invertiertes Differenzsignal (R - L) erzeugt; dann wird das gleiche Ausgleichssignal mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis so kombiniert, daß dieses kombinierte Signal zur Erzeugung der Ausgangssignale für den linken und für den rechten Kanal durch eine Matrixbehandlung des Differenzsignals (L - R) und des invertierten Differenzsignales (R - L) benutzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen für den linken und den rechten Kanal mittels eines Pilotsignal-Ausgleichssignals geschaffen, wobei die demodulierten Stereosignale für den linken und den rechten Kanal durch Matrixbehandlung eines Differenzsignals, das die Differenz zwischen den Signalen für den linken und rechten Kanal anzeigt und eines invertierten Differenzsignals, das einem invertierten Signal des Differenzsignals entspricht, erzielt werden, und zwar erfolgt die Matrixbehandlung mit Bezug auf ein zusammengesetztes Stereosignal, das das Pilotsignal, ein die Summe der Signale für den linken und den rechten

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Kanal bezeichnendes Hauptsignal und ein Hilfssignal, das die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Kanal bezeichnet, enthält, und wobei das Differenzsignal und das invertierte Differenzsignal jeweils durch Multiplikation des zusammengesetzten Stereosignals mit einem Stereo-Demodulationssignal erreicht werden, wobei in dem Verfahren folgende Schritte vorhanden sind:

(a) das Pilotsignal-Ausgangssignal wird mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem ersten vorbestimmten Verhältnis kombiniert, um ein erstes kombiniertes zusammengesetztes Stereosignal zu erhalten, welches zur Erzeugung des Differenzsignals und des invertierten Dfferenzsignals benutzt wird und

(b) das Pilotsignal-Ausgleichssignal wird mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis kombiniert, um ein zweites kombiniertes zusammengesetztes Stereosignal zu erzielen, welches zur Matrixbehandlung des Differenzsignales und des invertierten Differenzsignales zur Erzeugung der Signale für den linken und den rechten Kanal verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Stereomultiplex-Demodulator zur Erzeugung von Ausgangssignalen für den linken und den rechten Kanal aus einem zusammengesetzten, ein Pilotsignal, ein die Summe der Signale für den linken und rechten Signal bezeichnendes Hauptsignal und ein die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Signal bezeichnendes Hilfssignal umfassendes Stereosignal geschaffen, der folgende Teile enthält:

(a) einen Stereodemodulationssignalgenerator zur Erzeugung eines Stereodemodulationssignals, dessen Frequenz doppelt so hoch wie die Frequenz des Pilotsignals ist,

(b) einen Pilotsignal-Ausgleichssignalgenerator zur Erzeugung eines Pilotsignal-Ausgleichssignals mit einer zur Amplitude

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des Pilotsignals proportionalen Amplitude, einer zur Frequenz des Pilotsignals synchronen Frequenz und einer in Bezug auf die Phase des Pilotsignals gleich- oder gegenläufigen Phase,

(c) eine erste Einrichtung zur Kombinierung des zusammengesetzten Stereosignals mit dem Ausgleichssignal in einem ersten vorbestimmten Verhältnis zur Erzeugung eines ersten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals,

(d) einen Stereodemodulator, der das erste kombinierte zusammengesetzte Stereosignal und das Stereo-Demodulationssignal zur Erzeugung eines Differenzsignales empfängt, das für die Differenz zwischen den Signalen für den linken bzw. den rechten Kanal bezeichnend ist und eines invertierten Differenzsignals,, das dem invertierten Signal des Differenzsignals entspricht,

(e) eine zweite Einrichtung zur Kombinierung des zusammengesetzten Stereosignals mit dem Ausgleichssignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis zur Erzeugung eines zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals,

(f) eine dritte Einrichtung zur Kombinierung des zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals mit dem Differenzsignal zur Erzeugung des Signals für den linken Kanal und

(g) eine vierte Einrichtung zur Kombinierung des zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals mit dem invertierten Differenzsignal zur Erzeugung des Signals für den rechten Kanal.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulators, bei dem

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ein Ausgleichssignal erzeugt und mit einem zusammengesetzten Stereosignal auf herkömmliche Weise kombiniert wird,

Fig. 2 eine Darstellung verschiedener in der Schaltung nach Fig. 1 auftretender Wellenformen,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Stereodemodulationsabschnittes eines Stereomultiplex-Demodulatörs entsprechend der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Vor der Behandlung der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung soll zum besseren Verständnis anhand von Fig. 1 und 2 ein herkömmliches Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung zum Ausgleich oder zur Eliminierung von Pilotsignalbestandteilen besprochen werden.

Das schematische Blockschaltbild in Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulator unter Verwendung von Schaltungen zum Ausgleich der Pilotsignalbestandteile. Der Stereomultiplex-Demodulator nach Fig. 1 umfaßt eine Phasenregelschleife oder phasenstarre Schleife (PLL), die ein zusammengesetztes Stereosignal zur Erzeugung eines Stereodemodulations- oder decodierungssignal empfängt, einen Stereomodulator 3, eine Ausgleichssignal-Erzeugungsschaltung 5o und eine Vereinigungsschaltung 22. Zwischen der PLL und dem Stereodemodulator 33 ist ein Stereo-Sperrschalter 4 vorgesehen. Die PLL-Schaltung, die aus verschiedenen Einzelschaltungen besteht, ist strichpunktiert umrandet.

Die PLL-Schaltung, die als Stereodemodulationssignalgenera-

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tor arbeitet, umfaßt einen steuerbaren Oszillator 1 (meist einen spannungsgesteuerten Oszillator VCO), erste und zweite Frequenzuntersetzer 2 bzw. 5, die die Frequenz im Verhältnis 1:2 untersetzen, einen Phasenkomparator 6, ein Tiefpassfilter 7 und ein Gleichstromverstärker 8. Der Betrieb der PLL-Schaltung wird mit Bezug auf die Wellenzugdarstellungen in Fig. 2 erläutert. An der Eingangsklemme .23 wird das zusammengesetzte Stereosignal angelegt, das ein Pilotsignal mit einer Frequenz von 19 kHz einschließt, dessen Wellenzug in Fig. 2 als "d" dargestellt ist. Der Phasenkomparator 6, das Tiefpassfilter 7, der Gleichstromverstärker 8, der steuerbare Oszillator, der ein spannungs- oder ein stromgesteuerter Oszillator sein kann, der erste Frequenzuntersetzer 2 und der zweite Frequenzuntersetzer 5 sind in Reihe hintereinandergesehaltet und der Ausgang des zweiten Frequenzuntersetzers 5 ist wieder mit einem Eingang des Phasenkomparator 6 verbunden, so daß eine Schleife gebildet ist. Der zweite Frequenzuntersetzer 5 erzeugt ein Ausgangssignal "b", dessen Phase gegenüber der des Pilotsignals "d" um 90° versetzt ist, und dieses Ausgangssignal "b" wird dem Phasenkomparator 6 als Vergleichssignal zugeführt. Der erste Frequenzuntersetzer 2 erzeugt ein Stereodemodulationssignal. "a" mit einer Frequenz von 38 kHz mit einer vorbestimmten Phasenbeziehung in Bezug auf das Pilotsignal "d". Diese Beschreibung des Betriebs der PLL-Schaltung trifft unter der Voraussetzung zu, daß die Schleife eingeregelt ist.

Das durch die PLL-Schaltung erzeugte Stereodemodulationssignal "a" wird dann über den Stereosperrschalter 4 und einen Leiter 27 dem Stereodemodulator 3 zugeführt. Das Stereodemodulationssignal ist ein Rechteckwellensignal mit einem Tastverhältnis von 50%, wie in Fig. 2 gezeigt. Dieses Stereodemodulationssignal "a" kann mathematisch in folgen-

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der Weise ausgedrückt werden:

4a 1· 1

— (sino)₃gt +- -jsinc^gt + ^-sino^gt + ··■) (1)

wobei A die Amplitude des Stereodemodulationssignals "a" ist, d.h. dieses Signal hat einen Spitzen/Spitzenwert von 2A; und

63 die Grundwinkelfrequenz des Stereodemodulationssignals "a" ist.

Ein dritter Frequenzteiler 9 (Teilungsverhältnis 1:2) benutzt das Ausgangssignal "b" des zweiten Frequenzteilers 5 als Synchronsignal. Es wird ein Ausgangssignal "c" als Rechteckwellensignal erzeugt, dessen Phase gegenüber dem Ausgangssignal des zweiten Frequenzuntersetzers 5 um 90° verschoben ist, während das Tastverhältnis des Signals "c" ebenfalls 5O % beträgt und seine Grundfrequenz 19kHz ist.

Ein Phasenkomparator 10 empfängt das das Pilotsignal enthaltende zusammengesetzte Stereosignal "d" und das Ausgangssignal "c" des dritten Frequenzuntersetzers 9. Das zusammengesetzte Stereosignal wird mit dem Signal "c" in dem Phasenkomparator IO multipliziert und es wird ein Ausgangssignal erhalten, das diesem Multiplikationsprodukt entspricht und einem Tiefpassfilter 11 zugeführt wird. Hier werden die Hochfrequenzkomponenten von dem Produktsignal entfernt. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 11 wird an den Eingang eines ersten und an den eines zweiten Gleichstromverstärkers 12 bzw. 18 angelegt. Das Ausgangssignal des ersten Gleichstromverstärkers 12 kommt dann an den Eingang einer Schaltung 13 mit Hysterese-Eigenschaft. Die Schaltung 13 erzeugt ein Ausgangssignal, mit dem eine Treiberschaltung 14 für eine Stereoanzeigelampe

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15 angesteuert wird und das Ausgangssignal dient in später zu beschreibender Weise gleichzeitig zur Beeinflussung des Stereosperrschalters 4.

Die Schaltung 16 dient dazu, einen Stereobetrieb auch bei empfangenem Stereosignal zu verhindern und kann durch Betätigen des Handschalters 17 beeinflußt werden.

Wenn die PLL-Schaltung eingeregelt . ist, besitzt das Ausgangssignal "c" des dritten Frequenzteilers 9 die gleiche oder die entgegengesetzte Phase mit Bezug auf das Pilotsignal "d" (Fig. 2).Das bedeutet, daß die Multiplikation des Pilotsignals "d" mit dem Signal "c" als eine Synchronerfassung des Pilotsignals "d" angesehen werden kann. Deshalb ist die Amplitude des Gleichstrom-(oder Niederfrequenz-) Signals am Ausgang des Tiefpassfilters 11, an dessen Eingang das Produktsignal vom Phasenkomparator 10 her anliegt, proportional zur Amplitude des Pilotsignals "d". Die Schaltung 13 erzeugt ein Ausgangssignal durch Vergleich der Amplitude des Ausgangssignals des ersten Gleichstromverstärkers 12 mit einer vorbestimmten Schwelle und beeinflußt dann wiederum den Stereo-Sperrschalter 4.

Andererseits wird das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 11, das der Amplitude des Pilotsignals "d" proportional ist, nach Verstärkung durch den zweiten Gleichstromverstärker 18 an den Eingang eines Multiplikators19 angelegt, an dessen anderen Eingang des Ausgangssignals "b" des zweiten Frequenzuntersetzers 5 anliegt. Dementsprechend wird das Ausgangssignal des zweiten Gleichstromverstärkers 18 mit dem Ausgangssignal "b" des zweiten Frequenzteilers 5 multipliziert, so daß sich als Ausgangssignal des Multiplikators 19 ein Rechteckwellensignal ergibt, dessen Wellenform der des Signals "b" entspricht mit einer der Amplitude des Pilotsignals "d" proportionalen

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Amplitude, einem Tastverhältnis von 50% und einer Frequenz von 19kHz.

Dieses das Ergebnis der Multiplikation durch den Multiplikator 19 bezeichnende Signal wird über einen Schalter 20, der in der gleichen Weise wie der Stereosperrschalter zum Sperren des Pilotsignalsausgleichs wirkt, einer Eingangsklemme eines Integrators 21 zugeführt, der das Produktsignal des Multiplikators 19 integriert.

Das Ausgangssignal des Integrators 21 ist ein Dreieckwellensignal "e" nach Fig* 2, dessen Amplitude proportional zur Amplitude des Pilotsignals ist und dessen Phase die gleiche oder -die entgegengesetzte Phase des Pilotsignals "d" ist, mit der Frequenz von 19kHz. Dieses Signal "e" wird als Pilotsignal-Ausgleichs- oder -Negationssignal benutzt und an die Kombinationsschaltung 22 angelegt, welche ebenfalls das zusammengesetzte Stereosignal einschließlich des Pilotsignals "d" empfängt» Das an die Kombinationsschaltung 22 angelegte Ausgleichssignal "e" wird mit dem über die Eingangsklemme 24 zugeführten Zusammengesetzen Stereosignal kombiniert und es ergibt sich damit ein Ausgangssignal eier Kombinafcionsschaltung 22, das wieder an den Eingang des Stereodemodiilationsabschnittes 3 über einen Leiter 28 angelegt wird.

Der Demoduiationsabschnitt 3 erzeugt Audiosignale für den linken und den rechten Kanal mit Hilfe verschiedener Operationen, worunter z. B. die Multiplikation des zusammengesetzten Stereosignals mit einem Stereodemodulationssignal ist, welches über den Leiter 27 zugeführt wird, und die Matrixbehandiung eines Differenzsignals und eines invertierten Differenzsignals, die als Ergebnis der Multiplikation durch Benutzung eines Hauptsignals entstehen, welches

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in dem zusammengesetzten Stereosignal enthalten ist. Die Audiosignale für den linken bzw. den rechten Kanal erscheinen an den Ausgangsklemmen 25 bzw. 26.

Bei der beschriebenen herkömmlichen Schaltung sollen die Audio-Ausgangssignale für den linken bzw. den rechten Kanal an den Ausgangsklemmen 25 bzw. 26 keine Pilotsignalbestandteile mehr enthalten, c3a das an die Eingangsklemme 24 angelegte zusammengesetzte Stereosignal mit dem Ausgleichssignal "e" in der Kombination.^:;schaltung 22 kombiniert wird.

Wie bekannt, enthält das zusammengesetzte Stereosignal ein Hauptsignal, das der Summe (L + R) der Signale für den linken und den rechten Kanal entspricht, ein Hilfssignal, das so entstanden ist, daß eine Trägerwelle mit der Frequenz von 2ω (wobei <*> die Winkelfrequenz des Pilotsignals "d" ist) mit einem Differenzsignal (L- R), das für die Differenz zwischen den Signalen L für den linken und R für den rechten Kanal bezeichnend ist, moduliert und dann der Hilfsträger unterdrückt wurde, und das Pilotsignal "d". Das zusammengesetzte Stereosignal C(t) wird mathematisch durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt:

C(t) = L + R + Psinü) t + (L - R)sin2io t (2)

dabei ist P die Amplitude des Pilotsignals "d".

Es wird nun der Auslöschungsgrad des Pilotsignals "d" in der herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulatorschaltung nach Fig. 1 entwickelt. Das Stereodemodulationssignal, das über den Leiter 27 an den Demodulatorabschnitt 3 angelegt

nach
wird, kann außer/der bereits dargestellten Formel (1) auch

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aufgeteilt werden in ein Stereodemodulationssignal D (t)

für den linken Seitenkanal und ein Stereodemodulationssignal D (t) für den rechten Seitenkanal, wenn wir das ti.

Gesamtdemodulatorsystem betrachten, in dem die Matrixbehandlung ausgeführt wird, um die größtmöglichste Trennung links/rechts zu erhalten, zusätzlich zur Multiplikation des zusammengesetzten Stereosignals mit dem Stereodemodulationssignal, die zum Erzielen des Differenzsignals (L - R) und des invertierten Differenzsignals (R - L) ausgeführt wird. Das Stereodemodulationssignal D₁. (t) für die linke

Kanalseite und das entsprechende Signal D (t) für die

rechte Kanalseite können wie folgt dargestellt werden:

D_T (t) = M(^ + (sin2ü) t + isin6cj t + ^-sinlOco t + -■·)}

D (t) = M{i - (sin2u t + isin6tü t + ^sinlOu t + -·■)}

(3)

t +

(4)

wobei M die Amplitude des Stereodemodulationssignals ist, d.h· M dem Verstärkungsfaktor des Stereodemodulators entspricht.

Das erwähnte Ausgleichssignal "e" wird dann in folgender Weise durch die Gleichung (5) dargestellt:

E(t) = PNCsinw t - isin3cü t + -sin5u t - -sin7oj t + ···)

(5)

wobei P die Amplitude des Pilotsignals, N ein Proportionalitätsfaktor und P-N einen der Amplitude des Pilotsignals proportionalen Amplitudenbestandteil bezeichnet.

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Wenn das Kombinationsverhältnis des Ausgleichssignals E(t) mit dem zusammengesetzten Stereosignal C(t) als k bezeichnet wird, kann das Ausgangssignal S(t) der Kombinationsschaltung 22 durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt werden. Dabei ist k negativ, wenn das Ausgleichssignal mit dem in dem zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Pilotsignal phasengleich ist, während bei Gegenphase k positiv ist.

S(t) = C(t) + kE(t) (6)

Das Ausgangssignal für den linken Kanal des Stereodemodulators 3 entspricht dem Ergebnis der Multiplikation des Signals S(t) aus der Gleichung (6) mit dem Demodulationssignal D^(t) für den linken Kanal. Die Komponente mit der Frequenz tuI , die im folgenden mit E₁Ct) bezeichnet wird und die in dem Ausgangssignal für den linken Kanal des Demodulatorabschnittes 3 enthalten ist, ist durch die folgende Gleichung (7) gegeben.

F_£(t) - ^[(l₊kN)sin_Wpt _{+ {}i_+kN(l-i₂₊_i- _ _A_ ₊

Xcosu t] P

CO

— [(l+kN)sinü) t + { 1+kN Σ }'«cosu t]

2 ^p , (4n-3)²(4n-l)^{2 p}

Il — -L

— i/U+kN) ²+{ 1+kN Σ

MP

MMltKNl'tl i + kTsI h —■ I S in Vü_

-<4n-3)²(4n-l)^{? p}

n=i

(7)

1+kN Σ

n=l (4n-3)²(4n-l)² wobei ©ο = arc tan

1+kN

η ? cⁿ η / o" β π

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Damit kann die Amplitude |F^(t) des Bestandteils mit der Frequenz ü durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt werden:

MP

(1+kN) M 1+kN Σ

n=l (4n-3) ²(4n-l)

(8)

In der gleichen Weise kann die Amplitude F (t)j des Bestandteils mit der Frequenz ω im Ausgangssignal für den rechten Kanal erhalten werden. Da die beiden Amplitudenwerte die gleichen sind, kann geschrieben werden:

_FjL6t)

F_r(t)| = |F(t)

Der Minimalwert von

F(t)| wird dann als

F(t)

min

bezeichnet und durch die nachfolgende Gleichung (10) gegeben, wenn das Kombinationsverhältnis k nach der Gleichung (9) eingestellt wird:

	1 ·	(4n-3)	8
k -	1 -		²{4n-l)²
co f Σ n=l	8
OO I- (Σ

n=l C4n-3)²(4n-l)

■nun

{1 + Σ

PCt) I₄. =^ . 2 -

(4n-3)² (4n-l)²

1 + { Σ

₌₁ (4n-3)

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. (10)

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Falls kein Ausgleich des Pilotsignals erfolgt, d.h., wenn k = 0, ergibt sich die Amplitude |F(t) , des Bestandteils mit der Frequenz ti> in dem Ausgangs signal durch die folgende Gleichung (11)

MP

k=0

Damit ergibt sich als maximaler Grad des Pilotsignalausgleichs q durch folgenden Ausdruck:

* = l^F(t)1k=0 ^ ₂₅.3 _dB (12)

25.3 dB
'min

Das heißt also, daß bei der herkömmlichen Schaltung nach Fig. 1 ein maximaler Ausgleich oder eine maximale Absenkung der Pilotfrequenz um etwa 25,3 dB erreicht wird, wenn das Kombinationsverhältnis k auf den durch die Gleichung (9) gegebenen Wert eingestellt wird. Das bedeutet, daß das Niveau der Bestandteile mit der Pilotfrequenz von 19 kHz im Ausgangssignal gegenüber nicht durchgeführtem Ausgleich um 25,3 dB abgesenkt ist. Beim Umwandeln dieses Wertes in eine Signal/Rausch-Verhaltnisangabe mit Bezug auf ein Modulationssignal mit 1 kHz beim Empfang eines Stereosendesignals erhält man den Wert 56,6 dB bei Annahme einer Deemphasis von 50,us. Mit einem solchen Wert von 56,6 dB kann jedoch eine High Fidelity-Wiedergabe im hörbaren Bereich nicht erwartet werden, und damit erweist sich dieser Ausgleichsgrad als unbrauchbar.

Aus diesem Grund wird, wie bereits ausgeführt, ein Tiefpassfilter bei herkömmlichen Stereomultiplex-Demodulatoren not-

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wendig, tun die 19 kHz Komponente, d.h. den Pilotsignalanteil, weiter herabzusetzen.

Nun wird anhand von Fig. 3 das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Abschnittes eines Stereomultiplex-Demodulators, der der Kombination aus Demodulatorabschnitt 3 und Kombinationsschaltung 22 aus Fig. 1 entspricht. Die herkömmliche PLL-Schaltung und der Ausgleichssignalgenerator 5O nach Fig. 1 kann bei der Ausführung nach Fig. 3 benutzt werden, um ein Stereodemodulationssignal und ein Pilotsignal-Ausgleichssignal über die Leitungen 27 bzw. 29 in Fig. 3 zuzuführen .

In der Schaltung nach Fig. 3 ist ein Stereodemodulator 3A gezeigt, der ein Differenzsignal (L - R) und ein invertiertes Differenzdignal (R - L) erzeugt durch Multiplikation des zusammengesetzten Stereosignals, das über die Leitung 28 anliegt'und mindestens ein Hilfssignal enthält, mit einem Stereodemodulationssignal, das über einen Leiter 27 angelegt wird_/und ferner sind erste bis vierte Kombinationsschaltungen 35, 36, 37 und 38 vorhanden. Die erste Kombinationsschaltung 35 erhält das zusammengesetzte Stereosignal über eine Eingangsklemme 24 und ein Pilotsignal-Ausgleichssignal über den Leiter 29. Das Pilotsign al-Ausgleichssignal, das dem Signal "e" in Fig. 1 entspricht, wird mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem ersten vorbestimmten Verhältnis kombiniert. Dieses erste Verhältnis wird in Hinsicht auf das Verhältnis der in dem Ausgleichssignal enthaltenen harmonischen Bestandteileund der in dem Stereodemodulationssignal enthaltenen harmonischen Bestandteile so bestimmt, daß die Grundfrequenzkomponente des Pilotsignals aus dem Ausgangssignal der ersten Kombinationsschaltung 35 entfernt wird. Die zweite Kombi-

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nationsschaltung 36 empfängt ebenfalls das zusammengesetzte Stereosignal über die Eingangsklemme 24 und das Pilotsignal-Ausgleichssignal über den Leiter 29. Das Ausgleichssignal wird mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis kombiniert. Dieses zweite Verhältnis wird im Hinblick auf das Verhältnis der in dem Pilotsignal des zusammengesetzten Stereosignals zu den in dem Pilotsignal-Ausgleichssignal enthaltenen Harmonischen so bestimmt, daß diese beiden Harmonischen einander ausgleichen.

Der Ausgang der ersten Kombinationsschaltung 35 ist mit dem Eingang des Stereo'demodulators 3A so verbunden, daß das die Kombination in der ersten Kombinationsschaltung bezeichnerde Signal am Stereodemodulator anliegt. Der Ausgang der zweiten Kombinationsschaltung 36 ist mit jeweiligen Eingängen der dritten und vierten Kombinationsschaltungen 37 bzw. 38 so verbunden, daß das Ausgangssignal der zweiten Kombinationsschaltung 36 jeweils der dritten und der vierten Kombinationsschaltung 37 bzw. 38 zugeführt wird. Jede dieser beiden Kombinationsschaltungen 37 bzw. 38 besitzt noch einen weiteren Eingang und so empfängt die dritte Kombinationsschaltung 37 auch das Differenzsignal (L - R) vom Stereodemodulator 3A, während die vierte Kombinationsschaltung 38 das invertierte Differenzsignal (R-L) empfängt. Die dritte Kombinationsschaltung 37 erzeugt deshalb ein Ausgangssignal für den linken Kanal durch Kombination des Differenzsignals (L - R) mit dem Ausgangssignal der zweiten Kombinationsschaltung 36, während die vierte Kombinationsschaltung 38 ein Ausgangssignal für den rechten Kanal erzeugt durch Kombination des invertierten Differenzsignals (R - L) mit dem Ausgangssignal der zweiten Kombinationsschaltung 36.

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In Fig. 4 ist eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Stereomultiplex-Demodulators dargestellt. Hier dient eine erste Kombinationsschaltung 35 dem gleichen Zweck wie die zweite und dritte Kombinationsschaltung in Fig. 3, während eine zweite Kombinationsschaltung 40 die zweite und vierte Kombinationsschaltung in Fig. 3 ersetzt. Hier ist jedoch auch die PLL-Schaltung, die als Generator für das Stereodemodulationssignal dient und ein Generator 5O¹ zur Erzeugung des Ausgleichssignals gezeigt. Der Stereodemodulatorabschnitt nach Fig. 4 wirkt in im wesentlichen der gleichen Weise wie der Stereodemodulator nach Fig. 3.

Das über den Leiter 27 an den Stereodemodulator 3A angelegte Demodulationssignal wird mit dem in dem zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Hilfssignal im Stereodemodulator so multipliziert, daß das Differenzsignal (L - R) und das invertierte Differenzsignal (R - L) jeweils als Produktergebnisse erhalten werden. Zu diesem Zwecke besitzt das Stereodemodulationssignal vorbestimmte Frequenz, Phasenbeziehung und Tastverhältnis.

Das Pilotsignal-Ausgleichssignal, das über den Leiter 29 angelegt ist, wird aus einem Gleichstromsignal erzeugt, dessen Amplitude proportional der Amplitude des Pilotsignals ist und zwar durch eine synchrone Erfassung des Pilotsignals und eines symmetrischen Wellensignals, welches synchron zum Pilotsignal ist und eine vorbestimmte Phasenbeziehung zu diesem besitzt. Dementsprechend besitzt das Gleichstromsignal eine proportionale Amplitude zu der des Pilotsignals, eine Frequenz, die die gleiche wie die Fundamentalfrequenz des Pilotsignals ist und eine zum Pilotsignal synchrone Phase.

Wenn auch das zur Erzeugung des Ausgleichssignals erforder-

0 3 D 0 3 L / Q 7 8 0

derliche Gleichstromsignal mit einer dem Pilotsignal proportionalen Amplitude durch die in Fig. 1 gezeigte Weise der Synchronerfassung einfach erhalten werden kann, so ist das Verfahren und die Einrichtung zur Erzeugung dieses Gleichstromsignales nicht auf das Beispiel nach Fig. 1 beschränkt. Es kann auch jede andere Schaltungsart benutzt werden, wenn nur das Gleichstromsignal durch synchrone Erfassung des Pilotsignals erzeugt wird.Aus diesem Grund kann das Synchronsignal, d.h. das Erfassungssignal, das für die synchrone Erfassung benutzt wird, in verschiedener Weise gebildet sein, solang es nur synchron mit dem Pilotsignal ist, wenn auch ein Rechteckwellensignal mit gleicher oder entgegengesetzer Phasenlage in Bezug zum Pilotsignal und einem Tastverhältnis vom 50% in dem herkömmlichen System nach Fig. 1 benutzt wird. Beispielsweise kann die Phase des Synchronsignals abweichend von der des genannten Rechteckwellensignals sein und insbesondere kann ein 3-Niveau-Signal als Synchronsignal benutzt werden.

Das Niveau des Pilotsignals ist so vorgeschrieben, daß es innerhalb von 8 bis 10% des Modulationsgrades entspricht, auf der Grundlage, daß der Modulationsgrad von 100% einer Frequenzabweichung von 75 kHz entspricht. Dieses Niveau des Pilotsignales kann in den verschiedenen Sendern im erwähnten Bereich variieren. Die Amplitude des Ausgleichssignals muß jedoch gleichfalls in Übereinstimmung mit der Amplitudenvariation des Pilotsignals variieren, so daß jederzeit der Ausgleich des Pilotsignals effektiv erfolgen kann.

Es sind zwei Verfahren zur Erzeugung des Ausgleichssignals mit einer zum Pilotsignal proportionalen Amplitude und der gleichen oder der entgegengesetzten Phase des Pilotsignals und einer synchron mit dem Pilotsignal verlaufenden

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Frequenz bekannt. Das erste Verfahren besteht darin, daß ein Gleichstromsignal mit einer zum Pilotsignal proportionalen Amplitude mit einer symmetrischen Rechteckwelle mit gleicher oder entgegengesetzter Phase, bezogen auf das Pilotsignal, und einer zum Pilotsignal synchronen Frequenz multipliziert wird, um als resultierendes Produktsignal das Ausgleichssignal zu erhalten. Dieses Verfahren ist in der Ausführung nach Fig. 4 benutzt. Das zweite Verfahren ist in dem herkömmlichen System nach Fig. 1 benutzt, wobei das Gleichstromsignal mit einer zum Pilotsignal proportionalen Amplitude mit einem symmetrischen Rechteckwellensignal multipliziert wird, das gleiche Frequenz wie das Pilotsignal und einen Phasenunterschied von +90 oder -90° diesem gegenüber besitzt, worauf das sich ergebende Ausgangssignal zur Erzielung des Ausgleichssignals integriert wird.

Das symmetrische Rechteckwellensignal, mit dem das Gleichstromsignal mit einer zur Pilotsignalamplitude proportionalen Amplitude multipliziert wird, und das in beiden Verfahren erforderlich ist, kann aus dem Stereodemodulationssignalgenerator, beispielsweise der PLL-Schaltung nach Fig. 1 oder Fig. 4 leicht abgeleitet werden. Obwohl die Wellenform des Produktsignals, das aus einer Multiplikation stammt, ähnlich der Wellenform des symmetrischen Rechteckwellensignals ist, wird das durch Integrieren des Produktsignals erhaltene Ausgleichssignal nach dem zweiten Verfahren so gestaltet, daß die harmonischen Bestandteile durch die Integration vermindert sind. Die Integration kann beispielsweise durch Verwendung eines Kondensators erreicht werden, der mit dem Produktsignal geladen und entladen wird, so daß die am Kondensator abfallende Spannung gleich dem integrierten Wert ist.

Das auf diese Weise erzielte Ausgleichssignal besitzt eine

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mit einem bestimmten Faktor zur Amplitude des Pilotsignals proportionale Amplitude und die gleiche oder die entgegengesetzt liegende Phase zum Pilotsignal, und dieses Ausgleichssignal enthält bestimmte harmonische Bestandteile in Übereinstimmung mit der erwähnten symmetrischen Rechteckwelle.

Im folgenden wird der Betrieb des Stereodemodulatorabschnittes nach Fig. 3 abgeleitet. Der Demodulatorabschnitt wird mit dem zusammengesetzten Stereosignal C(t) über die Eingangsklemme 24 versorgt, das durch die Gleichung (2) beschrieben ist, und gleichzeitig mit dem Stereodemodulatorsignal D¹(t) über den Leiter 27, welches auf folgende Weise beschrieben werden kann:

D' (t) = ±M* {sin2üj t + isin6ü> t + |sinlOü>_pt + ·--)

(13)

wobei M¹ eine dem Verstärkungsfaktor des Demodulators 3A entsprechende Konstante ist.

Ferner wird dem Stereodemodulatorabschnitt das Ausgleichssignal E(t) über den Leiter 29 zugeführt, so daß der Stereodemodulatorabschnitt Ausgangssignale für den linken bzw. rechten Kanal an den Ausgangsklemmen 25 bzw. 26 abgibt, die jeweils mit den Ausgangsklemmen der dritten bzw. vierten Kombinationsschaltung 37 bzw. 38 verbunden sind, . und in denen die Pilotsignalkomponente, d.h. die Komponente mit cj nicht mehr enthalten oder stark reduziert ist. Es soll nun im folgenden der Betrieb des Demodulatorabschnittes 3A und insbesondere der Matrix des Demodulatorabschnittes unter besonderer Beachtung der Signalkomponenten mit Audiofrequenzen betrachtet werden. Die Audiofrequenzen werden nicht durch

die Ausgleichswirkpng für das Pilotsignal beeinflußt, und deshalb kann der Betrieb oder die Wirksamkeit der ersten und der zweiten Kombinationsschaltung 35 und 36 in Bezug auf die Audiofrequenzen vernachlässigt werden. Die Audiofrequenzbestandteile iT(t) der Ausgangssignale des Demodulatorabschnittes 3A werden durch die Gleichung (14) gegeben :

Unter der Annahme, daß das Kombinationsverhältnis des über die Eingangsklemme 24 zugeführten zusammengesetzten Stereosignals mit dem Ausgangssignal des Stereodemodulators in der dritten und vierten Kombinationsschaltung ..37 und 38 durqh die folgende Gleichung (15) bestimmt wird:

Q(t) = + -ψ (L - R) + X (L + R), (15)

wobei das Kombinationsverhältnis Jt, das entweder negativ oder positiv sein kann, in folgender Weise ausgewählt wird:

^ 2 ' (16)

werden die Audiofrequenzbestandteile Q(t) der Ausgangssignale der dritten und vierten Kombinationsschaltung 37 und 38 durch die folgende Gleichung (17) erhalten:

Q(t) = M¹· L oder Q(t) = M¹· R (17)

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Damit werden die Signale für den linken und für den rechten Kanal getrennt, wenn der Stereodemodulator 3A eine Signalkomponente -γ (L - R) der dritten Kombinationsschal-

M'

tung 37 und eine Signalkomponente - -r- (L - R) der vierten Kombinationsschaltung zuführt, und diese getrennten Signale erscheinen jeweils an den Ausgangsklemmen 25 bzw. 26.

Es wird also die Demodulation in Bezug auf die Audiofrequenzen in der gleichen Weise wie beim konventionellen Stereodemodulator bewirkt. Wird angenommen, daß das Kombinationsverhältnis des Ausgleichssignales mit dem zusammengesetzten Stereosignal in der ersten Kombinationsschaltung 35 wie bei dem herkömmlichen System nach Fig. 1 gleich k ist und das Ausgleichssignal eine Dreieckwelle E(t) nach der Gleichung (5) ist, ergibt sich als Ausgangssignal der ersten Kombinationsschaltung 35 das Signal S(t) nach Gleichung (6).

Das Ausgangssignal des Stereodemodulators 3 ist bezeichnend für das Produkt aus dem Signal S(t) nach Gleichung (6) . und dem Stereodemodulationssignal D¹(t) nach Gleichung (13), während die 6J -Komponenten in dem Ausgangssignal des Stereodemodulators, die mit F¹(t) bezeichnet sind, durch die folgende Gleichung (18) erhalten werden:

3² 3X5² 3X7²

CO

Σ } cosu t ... (18)

(4n-3)²(4n-l)^{2 P}

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Wenn nun das Kombinationsverhältnis k in der ersten Kombinationsschaltung 35 so ausgewählt wird, wie es der folgenden Gleichung (19) entspricht;

^k= Z — (19)

n=l (4n-3)²(4n-l)²

wird F¹(t) gleich 0, d.h. das Ausgangssignal des Stereodemodulators 3A enthält keine Komponenten mit der Frequenz ω .

Wenn andererseits das Kombinationsverhältnis des Ausgleichssignals zum zusammengesetzten Stereosignal als m festgesetzt wird und ferner das Ausgangssignal der zweiten Kombinationsschaltung 36 gleich T(t) ist, ergibt sich die folgende Beziehung:

T(t) =.C(t) + mE(t). (20)

Die Uf -Komponente des Signals T(t) wird nun durch die folgende Gleichung (21) erhalten:

U(t) = P(I + mN)sin ω t . (21)

Wenn deshalb das Kombinationsverhältnis m bei der zweiten Kombinationsschaltung 36 in der durch die folgende Gleichung (22) bestimmten Form festgelegt wird, ergibt sich U(t) = 0, d. h-, das Ausgangssignal der zweiten Kombinationsschaltung 36 enthält keine Uf -Komponenten:

m = - -i- (22)

Auf diese Weise enthalten dann, wenn die Kombinationsverhältnisse k und m bei den ersten und zweiten Kombinationsschaltungen 35 bzw. 36 jeweils nach den Gleichungen (19) und (22) festgelegt werden, die Eingangssignale der drit-

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ten und vierten Kombinationsschaltung 37 und 38 keine by-

P Bestandteile mehr. Dementsprechend enthalten dann auch die Ausgangssignale der dritten und vierten Kombinationsschaltung 37 bzw. 38 keine W -Bestandteile. Aus dem Gesagten ergibt sich, daß die US -Bestandteile, d.h. die Pilotfrequenzkomponenten,vollständig theoretisch aus den Ausgangssignalen entfernt wurden, die an den Ausgangsklemmen 25 bzw. 26 des Stereodemodulators 3A auftreten, wenn das beschriebene . Verfahren zum Ausgleich von Pilotsignalkomponenten angewendet wird.

Es wird nun anhand von Fig. 4 eine Ableitung des Betriebes dieser Ausführung gegeben. Wie bereits ausgeführt, enthält die Schaltung nach Fig. 4 die PLL-Schaltung, die als Stereodemodulationssignalgenerator wirkt, einen Ausgleichssignalgenerator 50' und einen Stereodemodulatorabschnitt, der ähnlich wie die Schaltung nach Fig. 3 aufgebaut ist. Es sind gleichartige Elemente und Schaltungen in den Fig. 1, 3 und 4 durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Aufbau der PLL-Schaltung ist in Fig. 4 der gleiche wie in Fig. 1, während der Ausgleichssignal-Generator 50' insoweit von der nach Fig. 1 abweicht, daß der Indikator 21 in Fig. 1 weggelassen ist und der Multiplikator 19 das Ausgangssignal des dritten Frequenzuntersetzers 9 empfängt. Der Stereomultiplex-Demodulator nach Fig. 4 arbeitet in folgender Weise: *

Ein Gleichstromsignal, dessen Amplitude proportional zu der des Pilotsignals ist, wird durch einen Synchrondetektor erzeugt, der aus einem Phasenkomparator oder -detektor 10 und einem Tiefpassfilter 11 besteht, und dieses Gleichstromsignal wird in einem ersten Gleichstromverstärker verstärkt und das verstärkte Signal an den Eingang eines Multiplikators 41 angelegt. Der Phasenkomparator 10 erhält ein Synchro-

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nisiersignal, das von einem 1:2 Frequenzteiler 9 erzeugt wird. In dem Multiplikator 41 wird das Gleichstromsignal mit dem Ausgangssignal des 1:2 Frequenzteilers 9 multipliziert. Dieses Signal am Ausgang des Frequenzteilers 9 ist in Fig. 2 als Kurvenzug "c" dargestellt. Das Signal "c" besitzt die gleiche Phase oder die entgegengesetzt liegende Phase, zum Pilotsignal "d" (Fig. 2) und eine zur Frequenz des Pilotsignals "d" synchrone Frequenz. Im einzelnen ist das Signal "c" ein Rechteckwellensignal mit 19 kHz und einem Tastverhältnis von 50 %. Das Produktsignal am Ausgang des Multiplikators 41 besitzt eine zur Amplitude des Pilotsignals proportionale Amplitude, die gleiche Frequenz wie das Pilotsignal und besitzt die Form eines Rechteckwellensignals mit einem Tastverhältnis von 50 % und der gleichen oder der entgegengesetzt liegenden Phase,bezogen auf das Pilotsignal "d". Dieses Signal wird dann über einen Schalter 20 und einen Leiter 29 dem Stereodemodulatorabschnitt als Ausgleichssignal E¹(t) zugeführt.

Dieses Ausgleichssignal wird durch die folgende Gleichung (23) gegeben:

E¹ (t) = PN¹ (sxnü) t ί isin3ü) t + ^₅χη5ω t + ···) ^v P 3 P 5 ^F

(23)

wobei N¹ ein Proportxonalxtatsfaktor ist, der durch den Koeffizienten der Synchronerfassung, die Verstärkung des Gleichstromverstärkers 18 und die Verstärkung des Multiplikators 41 usw. bestimmt wird.

Der Stereodemodulatorabschnitt erhält das Stereodemodulierungssignal D¹(t) über den Leiter 27 und an die Eingangsklemme 24 des Stereodemodulatorabschnittes wird das zusammengesetzte Stereosignal C(t) angelegt. Diese Signale D¹(t)

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und C(t) sind durch die bereits dargestellten Gleichungen (13) und (2) beschrieben.

Die Kombinationsschaltung 35 in Fig. 4 erzeugt ein Ausgangssignal S'(t), nach der folgenden Gleichung (24)·.

S'(t) = D(t) / kE¹(t) (24)

d,i.6S6S

und/Wird über einen Leiter 28 dem Stereodemodulator 3A zu geführt.

Der Sterodemodulator 3A empfängt dieses Signal und das Stereoäemodulationssignal D'(t) über den Leiter 27 und bewirkt damit eine Multiplikation der Signale S'(t) und D¹(t). Der W -Bestandteil V(t) des Ausgangssignals des Stereodemodulators 3A ergibt sich durch die folgende Glei chung :

y(t) = ±^-^{1 + kN¹ (1 + - + ——+ -^- + · 2 3 3X5 3X7

+ kN¹ Σ Jcoso) t (25)

n=l (4n-3) (4n-l) ^p

Es sei nun das Kombinationsverhältnis k des Ausgleichssignals zu dem zusammengesetzten Stereosignal in der Kombinationsschaltung 35 nach Gleichung (16) ausgewählt:

(26)

N¹ Σ

n=l (4n-3)

030034/078 Γι

300S5S2

Dann wird die in dem Ausgangssignal des Stereodemodulators 3A enthaltene U> -Komponente V(t) =0, d. h. im Ausgangssignla des Stereodemodulators sind die Cü -Bestandteile vollständig eliminiert.

Wie bereits beschrieben^ dient die Kombinationsschaltung 39 nach Fig. 4 dem gleichen Zweck wie die zweite und die dritte Kombinationsschaltung 36 und 37 nach Fig. 3, während die Kombinationsschaltung 40 dem gleichen Zweck wie die zweite und vierte Kombinationsschaltung 36 und 38 nach Fig. 3 dient. im einzelnen wird die Kombinationsschaltung 39 mit drei Signalen, nämlich dem zusammengesetzten Stereosignal,

und

dem Ausgleichssignal /einem der Ausgangssignale des Stereodemodulators 39 beaufschlagt, während die Kombinationsschaltung 40 ebenfalls drei Signale, nämlich das zusammengesetzte Stereosignal, das Ausgleichssignal· und das andere Ausgangssignal· des Stereodemoduiators 3A

Diese drei an der Kombinationsschaitung 39 angelegten Signale werden in einem vorbestimmten Verhäitnis kombiniert, während die anderen drei, an der Kombinationsschaitung 40 angel·egten Signaie ebenfa^s in einem vorbestimmten Verhäitnis kombiniert werden. Wenn das Kombinationsverhäitnis des Ausgieichssignais zum zusammengesetzten Stereosignal· bei den Kombinationsschaltungen 39 und 4O gleich dem Kombinationsverhäitnis des Ausgieichssignais zu dem zusammengesetzten Stereosignal· in der zweiten Kombinationsschaitung 36 nach Fig. 3 gemacht wird, ist die Kombinations— funktion des Ausgieichssignais mit dem zusammengesetzten Stereosignal· im System nach Fig. 4 gieich der im System nach Fig. 3. In der gieichen Weise kann das Kombinationsverhäitnis in Bezug auf die Ausgangssignaie des Stereodemoduiators 3A in den Kombinations schal· tungen 39 und 40 gl·eich dem der dritten und vierten Kombinationsschaitung 37

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bzw. 38 nach Fig. 3 eingesetzt werden, so daß die Matrixbehandlung des Differenzsignals (L - R) und des invertierten Differenzsignals (R-L) mit dem zusammengesetzten Stereosignal in der gleichen Weise wie in dem Stereodemodulatorabschnitt nach Fig. 3 ausgeführt wird. Wenn deshalb das Kombinationsverhältnis m' des Ausgleichssignals zum zusammengesetzten Stereosignal in den Kombinationsschaltungen 39 und 40 so ausgewählt wird, wie es durch die nachfolgende Gleichung (27) bezeichnet ist, wird eine vollständige Eliminierung der to -Komponente aus den zur Kombination mit den Ausgangssignalen des Stereodemodulators 3A benutzten Signalen erreicht.

N¹

(27)

Es ist daraus zu ersehen, daß an den Ausgangsklemmen 25 und 26 des Stereodemodulatorabschnittes Ausgangssignale entwickelt werden, die keine Ü3 -Komponente enthalten, wenn die Kombinationsverhältnisse in den jeweiligen Kombinationsschaltungen 35, 39 und 40 in der durch die Gleichungen (26) (27) bestimmten Größe benutzt werden.

Aus der Beschreibung der zwei Ausführungsbeispiele ergibt sich, daß der Ausgleich des Pilotsignals durch die Benutzung eines derartigen Ausgleichssignals und Stereodemodulationssignals nach der Erfindung erreicht wird. Durch Festsetzen der Kombinationsverhältnisse in den Kombinationsschaltungen mit den angegebenen Werten kann die W -Komponente vollständig oder doch ziemlich vollständig aus den Ausgangssignalen entfernt werden ohne Rücksicht auf die bestimmte Art von benutzten Ausgleichs- und Demodulationssignalen. Damit ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und es kann als Stereo-Demodulations-

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signal beispielsweise ein 3-Niveau- oder ein 4-Niveau-Impulssignal benutzt werden,und das Ausgleichssignal kann beispielsweise ein Trapezwellensignal oder auch ein Mehr-Niveau- Impulssignal mit drei oder vier Niveauwerten sein.

Es ergibt sich daraus, daß nicht unbedingt nur mit einstellbaren Kombinationsverhältnissen gearbeitet werden muß, wenn dies auch in den Ausführungsbeispielen angeführt wurde. Es kann auch bei einem festliegenden Verhältnis der beiden Kombinationsverhältnisse zueinander eine Festlegung der einzelnen Kombinationsverhältnisse mit gegebenen Werten vorgenommen werden. Um dann den Ausgleichsgrad zu bestimmen oder einzustellen, kann eine Einstellung der Werte N oder N¹ vorgenommen werden. Mit anderen Worten, es kann der Erfassungskoeffizient des Synchrondetektors, der Gewinn des Verstärkers 18, der Gewinn des Multiplikators 41 (d.h. der Umwandlungskoeffizient) und/oder der Kopplungsgrad zwischen diesen Schaltungen einstellbar gemacht werden, um den Beseitigungsgrad des Pilotsignales zu beeinflußen.

Damit ergibt sich ein Verfahren zur Beseitigung von Pilotsignalbestandteilen aus demodulierten Stereosignalen, bei dem ein Pilotsignal-Ausgleichssignal, zuerst mit einem zusammengesetzten Stereosignal in einem vorbestimmten Verhältnis kombiniert und dieses kombinierte Singal einem Stereodemodulator 3A zugeführt wird, der ein Differenzsignal sowie ein invertiertes Differenzsignal der Kanalsignale erzeugt, während das gleiche Ausgleichssignal dann mit dem zusammengesetzten Stereosignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis so kombiniert wird, daß dieses kombinierte Signal zur Erzeugung der Ausgangssignale für den linken und rechten Kanal durch Matrixbehandlung des Differenzsignales und des invertierten Differenzsignales benutzt werden kann. Zumindest drei Kombinationsschal-

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tungen 35, 39 und 40 werden verwendet, um die Kombination des Ausgleichssignals mit dem zusammengesetzten Stereosignal auszuführen.

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Claims

MANITZ, FINSTERWALD & QRÄMKOW DEUTSCHE PATENTANWÄLTE DR. GERHART MANITZ ■ DiPL-PHYS. Victor Company of Japan, Limited Manfredrnsterwald·dipl-ing..dipl.-wirtsch.-ing. WERNER GRÄMKOW dipl -ing ■} 1 9 Mnrivs-nhn Kananawa-kn DR. HELIANE HEYN · dipl-chem j-x./., jyioriya-cno, Kanagawa-KU hanns-jorg rotermund dipl -phys. Yokohama / Japan British chartered patent agent JAMES G. MORGAN B SC (PHYS) DMS ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES L OFFiCE EUROPEEN DES BREVETS P/3/kl - V 2092 14. Februar 1980 Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Pilotsignalkomponenten aus demodulierten Stereosignalen Patentansprüche:

1.yverfahren zur Beseitigung von Pilotsignalkomponenten aus demodulierten Stereosignalen für den linken und den rechten Stereokanal mittels eines Pilotsignal-Ausgleichsignals, wobei die de modulierton Signale für den linken und den rechten Stereokanal erhalten werden durch Matrixbehandlung eines Differenzsignals, das die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Kanal anzeigt und eines invertierten Differenzsignals, das dem invertierten Signal des Differenzsignals entspricht, mit einem zusammengesetzten Stereosignal, welches das Pilotsignal, ein- die Summe der Signale für den linken und den rechten Stereokanal bezeichnendes Hauptsignal und ein Hilfssignal ent-

0300 34/0? SO

MANlTZ·FINSTERWALD HEYN MORGAN 8000MÜNCHEN22 ROBERT-KOCHSTRASSE 1 TEL.(089)224211 ·TELEX05-29672PATMF

GRAMKOW ROTERMUND 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) SEELBERGSTR. 23/25 TEL (0711) 567261 ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÜNCHEN KONTO-NUMMER 7270 POSTSCHECK: MÜNCHEN 77062-805

·;*γγ.ϊ χ *■ ■ ' ■

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hält, das die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Stereokanal bezeichnet, wobei das Differenzsignal und das invertierte Differenzsignal jeweils durch Multiplikation des zusammengesetzten Stereosignals mit einem Stereodemodulationssignal erhalten werden, dadurch gekennzei chnet,

a) daß das Pilotsignal-Ausgleichssignal mit dem zusammengesetzten Stereosignal zur Erzeugung eines ersten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals kombiniert wird, daß das erste kombinierte zusammengesetzte Stereosignal zur Erzeugung des Differenzsignals und des invertierten Differenzsignals benutzt wird, und

b) daß das Pilotsignal-Ausgleichssignal mit dem zusammengesetzen Stereosignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis zur Erzeugung eines zweiten kombinierten zusammengesetzen Stereosignals kombiniert wird, welches zur Matrixbehandlung des Differenzsignals und des invertierten Differenzsignals zur Erzeugung der Signale für den linken und den rechten Stereokanal benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

durch das "Verhältnis

net, daß das erste Verhältnis /Ger in dem Ausgleichssignal enthaltenen Harmonischen zu den in dem Stereodemodulationssignal enthaltenen Harmonischen bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, - dadurch gekennzei chnet, daß das zweite Verhältnis so bestimmt wird, daß die Grundfrequenzkomponente des in dem zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Pilotsignals durch die Grundfrequenzkomponente des Ausgleichssignals aufgehoben wird.

4. Stereomultiplex -Demodulator zur Erzeugung von Ausgangssignalen für den linken und rechten Stereokanal aus einem zusammengesetzten Stereosignal, das ein Pilotsignal, ein

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die Summe der Signale für den linken und den rechten Kanal bezeichnendes Hauptsignal und ein die Differenz zwischen den Signalen für den linken und den rechten Kanal bezeichnendes Hilfssignal enthält, dadurch g ekennzeichnet,

(a) daß ein Stereo-Demodulationssignalgenerator (PLL) zur Erzeugung eines Stereodemodulationssignals (a) mit der doppelten Frequenz des Pilotsignals (d) vorgesehen ist,

(b) daß ein Pilotsignal-Ausgleichssignalgenerator (10, 11, 18, 19; 10, 11, 18. 19, 21) zur Erzeugung eines Pilotsignal-Ausgleichssignals (e) mit einer der Amplitude des Pilotsignals proportionalen Amplitude, einer zur Frequenz des Pilotsingais synchronen Frequenz und der gleichen oder der entgegengesetzten Phasenlage wie das Pilotsignal vorgesehen ist,

(c) daß eine erste Einrichtung (35) zur Kombinierung des zusammengesetzten Stereosignals mit dem Ausgleichssignal in einem ersten vorbestimmten Verhältnis zur Erzeugung eines ersten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals vorgesehen ist,

(d) daß ein das erste kombinierte zusammengesetzte Stereosignal und das Stereodemodulationssignal zur Erzeugung eines die Differenz der Signale für den linken und den rechten Kanal bezeichnenden Differenzsignals und eines dem invertierten Signal des Differenzsignals entsprechenden invertierten Differenz signals empfangender Stereo-Danodulator (3A) vorgesehen ist,

(e), daß eine zweite Einrichtung (36; 35) zur Kombinierung des zusammengesetzten Sterosignals mit dem Ausgleichssignal in einem zweiten vorbestimmten Verhältnis zur Erzeugung eines zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals vorgesehen ist,

(f) daß eine dritte Einrichtung (37, 39) zur Kombinierung des zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereo-

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signals mit dem Differenzsignal zur Erzeugung des Signals für den linken Kanal und

(g) daß eine vierte Einrichtung (38; 4o) zur Kombination des zweiten kombinierten zusammengesetzten Stereosignals mit dem invertierten Differenzsignal zur Erzeugung des Signals für den rechten Kanal vorgesehen ist.

5. Demodulator nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-

z ei c h η e t, daß die zweite und die dritte Kombinationseinrichtung zu einer einzigen Kombinationsschaltung (40) zusammengefaßt ist, und daß die zweite und die vierte Kombinationseinrichtung ebenfalls zu einer weiteren Kombinationsschaltung (39) zusammengefaßt ist.

6. Demodulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stereodemodulationssignalgenerator eine phasengeregelte, das Pilotsignal (d) empfangende Schleife (PLL) ist.

7. Demodulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenstarre Schleife (PLL) folgende Schaltungen und Bauelemente umfaßt:

(a) einen Oszillator (1) mit steuerbarer Oszillationsfrequenz ,

(b) einen ersten Frequenzuntersetzer (2) zur Herabsetzung der Ausgangsfrequenz des Oszillators (1),

(c) einen zweiten Frequenzuntersetzer (5) zur Herabsetzung der Ausgangsfrequenz des ersten Frequenzuntersetzers (2)

(d) einen das zusammengesetzte Stereosignal und ein Ausgangssignal des zweiten Frequenzuntersetzers (5) empfangenden Phasenkomparator (6) zur Erzeugung eines die Phasendifferenz der beiden Eingangssignale gegeneinander bezeichnenden Ausgangssignals_f

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(e) ein Tiefpassfilter (7) zum Durchlassen eines niederfrequenten Bestandteiles des Ausgangssignals des Phasenkomparators, und

(f) einen das Ausgangssignal des Tiefpassfilters (7) empfangenden Gleichstromverstärker (8) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das wiederum der Eingangsklemme des Oszillators (1) zugeführt wird, um dessen Frequenz zu steuern.

8. Demodulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzei chn e t, daß der Generator für das Pilotsignal-Ausgleichssignal folgende Schaltungen und Bauelemente umfaßt:

(a) einen dritten Frequenzuntersetzer (9) zum Herabsetzen der Ausgangsfrequenz des ersten Frequenzuntersetzers (2) synchron zur Ausgangsfrequenz des zweiten Frequenzuntersetzers (5) ,

(b) einen das zusammengesetzte Stereosignal und das Ausgangssignal des dritten Frequenzuntersetzers (9) empfangenden Phasenkomparator (10) zur Erzeugung eines die Phasendifferenz der beiden Eingangssignale anzeigenden Ausgangssignals,

(c) ein Tiefpassfilter (11) zum Durchleiten eines Niederfrequenzbestandteiles des Ausgangssignals des Phasenkomparator (11) ,

(d) einen das Ausgangssignal des Tiefpassfilters zur Erzeugung eines Ausgangssignalt, empfangenden Gleichstromverstärker (18) und

(e) einen Multiplikationskreis (19) zur Multiplikation des Ausgangssignals des Gleichstromverstärkers (18) mit dem Ausgangssignal des dritten Frequenzuntersetzers (9) zur Erzeugung eines Produktsignals.

9. Demodulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stereo-Demodulationssignalgenerator (PLL) und dem Stereodemodulator (3A) ein Stereo-Sperrschalter (4) eingesetzt ist.

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